Was ist Ruthenium?
Ruthenium (Englisch: Ruthenium) ist ein silbrig-weißer, harter, aber spröder Feststoff, der leicht zu Pulver wird.
Ruthenium ist ein Platingruppenelement mit dem Elementsymbol Ru, der Ordnungszahl 44, dem Atomgewicht 101,07 und der CAS-Nummer 7440-18-8.
Es wurde 1828 von dem deutschen Chemiker Osan aus Vorkommen im russischen Ural als neues Element erkannt. Das Ruthenium von Osan war jedoch unrein und wurde erstmals 1844 von dem russischen Chemiker Krauss isoliert. Ruthenium kommt zusammen mit anderen Platinmetallen wie Iridium natürlich in der Erdkruste vor.
Anwendungen von Ruthenium
Die wichtigsten Verwendungszwecke von Ruthenium sind:
1. Als Zusatz zu Metallen
Ruthenium wird in Legierungen mit Platin, Palladium, Titan und Molybdän für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Solche Legierungen sind sehr korrosions- und oxidationsbeständig und können starkem Verschleiß standhalten. So werden beispielsweise Ruthenium-Palladium-Legierungen für Schmuck, Ornamente und in der Zahnmedizin verwendet, während Ruthenium-Platin-Legierungen als Werkstoffe für elektrische Kontakte sowie zur Dekoration eingesetzt werden.
2. Medizinische Materialien
Das Beta-Zerfallsisotop des Rutheniums, Ru-106, wird in der Strahlentherapie von Augentumoren, vor allem von bösartigen Melanomen der Aderhaut, eingesetzt. Auch die zentralen Ruthenium-Komplexe wurden auf ihre möglichen krebshemmenden Eigenschaften hin untersucht. Im Vergleich zu den Platinkomplexen weisen die Ruthenium-Komplexe eine größere Hydrolysebeständigkeit auf und dürften daher selektiver gegen Tumore wirken.
3. Katalysatoren
Viele rutheniumhaltige Verbindungen weisen nützliche katalytische Eigenschaften auf. Zu den Anwendungen als homogene Katalysatoren gehören die mit Rutheniumtrichlorid und Grubbs katalysierten Olefinmetathesereaktionen und die mit chiralem Ruthenium katalysierte enantioselektive Hydrierung von Ketonen. Als heterogene Katalysatoren werden sie unter anderem für die Fischer-Tropsch-Synthese verwendet.
4. Sonstiges
Weitere Anwendungen von Ruthenium sind der kathodische Schutz von unterirdischen und Unterwasserbauten und als Bestandteil von Metalloxid-Verbundanoden, die in Elektrolyseuren zur Herstellung von Chlor aus Salzwasser verwendet werden.
Eigenschaften von Ruthenium
Ruthenium hat einen Schmelzpunkt von 2.450 °C und einen Siedepunkt von 3.700 °C. Es liegt bei Raumtemperatur als Feststoff vor und hat im festen Zustand eine Dichte von 12,43 g/cm3. Es ist praktisch unlöslich in Säuren, einschließlich Königswasser, und löst sich in geschmolzenen Alkalien unter Bildung von Ruthenium (RuO42-).
Ruthenium-Metall lässt sich durch Elektrizität oder thermische Zersetzung abscheiden und kann auch in geringen Mengen Platin, Palladium und Titan zugesetzt werden, um deren Härte und Festigkeit zu erhöhen.
Weitere Informationen über Ruthenium
1. Herstellungsverfahren von Ruthenium
Ruthenium wird wie andere Metalle der Platingruppe kommerziell als Nebenprodukt bei der Verarbeitung von Nickel-, Kupfer- und Platinerzen gewonnen. Bei der elektrolytischen Raffination von Kupfer und Nickel fallen Edelmetalle wie Silber, Gold und Platingruppenmetalle als anodischer Schlamm aus, der zur Gewinnung von Ruthenium extrahiert werden kann. Ruthenium findet sich auch in abgebrannten Kernbrennstoffen als direktes Spaltprodukt und Neutronenabsorptionsprodukt.
2. Ruthenium-Reaktionen
Ruthenium kann durch Natriummetaperiodat zu Rutheniumdioxid (RuO2) und weiter zu Rutheniumtetroxid (RuO4), einem starken Oxidationsmittel, oxidiert werden. Rutheniumtetroxid wird hauptsächlich als Zwischenprodukt bei der Reinigung von Ruthenium aus Erzen und radioaktiven Abfällen verwendet.
3. Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung und Lagerung
Bei der Handhabung und Lagerung sind folgende Vorsichtsmaßnahmen zu beachten.
- Behälter dicht verschließen und an einem trockenen, kühlen und dunklen Ort lagern.
- Nur im Freien oder in gut belüfteten Räumen verwenden.
- Kontakt mit starken Oxidationsmitteln ist zu vermeiden.
- Bei der Verwendung Schutzhandschuhe und Schutzbrille tragen.
- Nach der Handhabung die Hände gründlich waschen.
- Bei Hautkontakt sofort mit Wasser abspülen.
- Bei Berührung mit den Augen mehrere Minuten lang sorgfältig mit Wasser ausspülen.